इंडक्शन हार्डनिंग - एप्लीकेशन, फिजिकल प्रोसेस, हार्डनिंग के प्रकार और तरीके

यह लेख इंडक्शन हार्डनिंग पर ध्यान केंद्रित करेगा - धातुओं के ताप उपचार के प्रकारों में से एक जो चरण परिवर्तनों की संभावना प्रदान करता है, अर्थात, पर्लाइट का ऑस्टेनाइट में परिवर्तन। प्रेरण सख्त होने के कारण स्टील के हिस्से उच्च यांत्रिक गुण प्राप्त करते हैं, क्योंकि इस तरह के उपचार के परिणामस्वरूप स्टील की गुणवत्ता में काफी वृद्धि होती है।

इसलिए, धातुओं के ताप उपचार के लिए, उनकी सतह को सख्त करने के उद्देश्य से, वे इंडक्शन हीटिंग का उपयोग करते हैं। तकनीक आपको कठोर परत की अलग-अलग गहराई चुनने की अनुमति देती है, इसके अलावा, प्रक्रिया आसानी से स्वचालित होती है, यही वजह है कि यह विधि प्रगतिशील माना जाता है। विभिन्न आकृतियों वाले भागों को जमना संभव है।

सरफेस इंडक्शन हार्डनिंग दो प्रकार की होती है: सरफेस और बल्क-सरफेस।

सतह के ताप के साथ सतह को सख्त करना, इसके परिणामस्वरूप वर्कपीस को सख्त तापमान तक कठोर परत की गहराई तक गर्म किया जाता है, जबकि कोर बरकरार रहता है। हीटिंग का समय 1.5 से 20 सेकंड तक है, हीटिंग की गति 30 से 300 डिग्री सेल्सियस प्रति सेकंड है।

सतह के आयतन सख्त होने की विशेषता एक परत से बड़ी परत के गर्म होने से होती है, जिसमें एक मार्टेंसिटिक संरचना होती है, यह गहरा ताप है। स्टील को गर्म परत की मोटाई से कम गहराई तक एनील किया जाता है, जो स्टील के सख्त होने से निर्धारित होता है।

मार्टेंसिक संरचना की तुलना में गहरे क्षेत्रों में, जो जमने के तापमान तक गर्म होते हैं, ठोस सोर्बिटोल या ट्रोओस्टाइट की संरचना वाले ठोस क्षेत्र बनते हैं। इलाज का समय 20-100 सेकंड तक बढ़ जाता है, सतह के इलाज की तुलना में हीटिंग दर 2-10 डिग्री सेल्सियस प्रति सेकंड तक कम हो जाती है।

हेवी-ड्यूटी एक्सल, गियर्स, क्रॉस आदि वॉल्यूमेट्रिक सरफेस हार्डनिंग के अधीन हैं। प्रेरण हीटिंग और अन्य हीटिंग विधियों के बीच मुख्य अंतर वर्कपीस की मात्रा में सीधे गर्मी की रिहाई है।

मूल रूप से प्रक्रिया इस प्रकार है। कठोर भाग को प्रारंभ करनेवाला में रखा जाता है, जो प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित होता है। परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र एक ईएमएफ प्रेरित करता है एड़ी की धाराएं वर्कपीस की सतह परत में होती हैं, वर्कपीस को गर्म करती हैं। ये क्षेत्र, जो एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होते हैं, उच्च तापमान पर गर्म होते हैं।

हीटिंग की गति अधिक है और स्थानीय हीटिंग के लिए एक विकल्प है। सतह के प्रभाव के कारण वर्कपीस की सतह पर वर्तमान घनत्व अधिक है, यही कारण है कि हीटिंग केवल आवश्यक गहराई तक ही संभव है। कोर थोड़ा गर्म होता है।वर्कपीस की एड़ी धाराओं द्वारा प्रेषित शक्ति का 87% प्रवेश गहराई में है।

चूंकि धातु के विभिन्न तापमानों पर वर्तमान प्रवेश की गहराई अलग-अलग होती है, इसलिए प्रक्रिया कई चरणों में होती है। सबसे पहले, ठंडी धातु की सतह की परत जल्दी गर्म होती है, फिर परत को और गहरा गर्म किया जाता है और पहली परत को इतनी जल्दी गर्म नहीं किया जाता है, फिर तीसरी परत को गर्म किया जाता है।

प्रत्येक परत को गर्म करने की प्रक्रिया में, प्रत्येक परत की ताप दर कम हो जाती है, जिससे संबंधित परत के चुंबकीय गुणों का नुकसान होता है। अर्थात धातु के चुंबकीय गुणों में एक परत से दूसरी परत में परिवर्तन के कारण ऊष्मा फैलती है। यह वर्तमान द्वारा सक्रिय ताप है, यह शाब्दिक रूप से सेकंड तक रहता है।

वर्कपीस के खंड में तापमान वितरण के आधार पर इंडक्शन हीटिंग, तापीय चालन द्वारा हीटिंग से भिन्न होता है।गर्म परत में, केंद्र की तुलना में तापमान काफी अधिक होता है, एक तेज गिरावट होती है, क्योंकि मध्य भाग में भाग, चुंबकीय गुण अभी भी तब तक नहीं खोए हैं जब तक कि बाहरी सक्रिय धारा पहले से ही धातु को गर्म न कर दे। वर्तमान की आवृत्ति और हीटिंग की अवधि को बदलकर, वर्कपीस को आवश्यक गहराई तक गरम किया जाता है।

प्रारंभ करनेवाला का डिज़ाइन आमतौर पर भाग के जमने की गुणवत्ता को निर्धारित करता है। प्रारंभ करनेवाला तांबे की नलियों से बना होता है जिसके माध्यम से इसे ठंडा करने के लिए पानी पारित किया जाता है। मिलीमीटर की इकाइयों में मापी गई एक निश्चित दूरी, प्रारंभ करनेवाला और भाग के बीच और सभी तरफ समान होती है।

भाग के आकार और आकार के साथ-साथ शमन आवश्यकताओं के आधार पर शमन विभिन्न तरीकों से किया जाता है। छोटे भागों को पहले गर्म किया जाता है और फिर ठंडा किया जाता है।शावर कूलिंग में, कूलिंग माध्यम जैसे पानी को प्रारंभ करनेवाला में छेद के माध्यम से खिलाया जाता है। यदि हिस्सा लंबा है, तो शमन के दौरान प्रारंभ करनेवाला उसके साथ चलता है और इसके चलने के बाद शॉवर छेद के माध्यम से पानी की आपूर्ति की जाती है। यह एक सतत अनुक्रमिक इलाज विधि है।

निरंतर अनुक्रमिक इलाज में, प्रारंभ करनेवाला 3 से 30 मिमी प्रति सेकंड की गति से चलता है और भाग के हिस्से इसके चुंबकीय क्षेत्र में क्रमिक रूप से गिरते हैं। नतीजतन, भाग क्रमिक रूप से, खंड द्वारा खंड, गर्म और ठंडा होता है। इस तरह, यदि आवश्यक हो तो वर्कपीस के अलग-अलग हिस्सों को भी कठोर किया जा सकता है, उदाहरण के लिए क्रैंकशाफ्ट जर्नल या बड़े गियर व्हील के दांत। स्वचालन उपकरण आपको भाग को समान रूप से संरेखित करने और प्रारंभ करनेवाला को उच्च परिशुद्धता के साथ स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं।

स्टील के ब्रांड और उसके प्रीट्रीटमेंट की विधि के आधार पर, सख्त होने के बाद के गुण अलग-अलग होते हैं। इंडक्शन हीटिंग, कूलिंग और लो टेम्परिंग मोड भी परिणामों को प्रभावित करते हैं।

पारंपरिक हार्डनिंग के विपरीत, इंडक्शन हार्डनिंग स्टील को 1-2 एचआरसी सख्त, मजबूत बनाता है, कम कठोरता को कम करता है और धीरज की सीमा को बढ़ाता है। यह ऑस्टेनाइट अनाज के पीसने के कारण होता है।

एक उच्च ताप दर से पर्लाइट-ऑस्टेनाइट परिवर्तन केंद्रों में वृद्धि होती है। प्रारंभिक ऑस्टेनाइट अनाज छोटा निकला, उच्च ताप दर और जोखिम की कमी के कारण विकास नहीं हुआ।

मार्टेंसाइट क्रिस्टल छोटे होते हैं। ऑस्टेनाइट अनाज 12-15 अंक है। ऑस्टेनिटिक अनाज उगाने की कम प्रवृत्ति वाले स्टील्स का उपयोग करते समय, एक अच्छा अनाज प्राप्त होता है।बेहतर गुणवत्ता के परिणामस्वरूप थोड़ी बिखरी हुई प्रारंभिक संरचना वाले भाग प्राप्त होते हैं।

अवशिष्ट तनावों के वितरण के परिणामस्वरूप, सहनशक्ति की सीमा बढ़ जाती है। कठोर परत में अवशिष्ट कंप्रेसिव स्ट्रेस मौजूद होते हैं, जबकि तन्य तनाव इसके बाहर मौजूद होते हैं। थकान की विफलता तन्यता तनाव से संबंधित है। कंप्रेसिव स्ट्रेस भाग के संचालन के दौरान बाहरी ताकतों की कार्रवाई के तहत विनाशकारी तन्यता बलों को कमजोर कर देगा। यही कारण है कि इंडक्शन हार्डनिंग के परिणामस्वरूप सहनशक्ति की सीमा बढ़ जाती है।

इंडक्शन हार्डनिंग में निर्णायक महत्व हैं: हीटिंग रेट, कूलिंग रेट, कम तापमान पर हार्डनिंग मोड।